资源描述
从额外功的定义谈起
湖北省潜江市园林二中 熊衍松
我们知道:额外功就是在利用机械工作的时候,对人们没有用但又不得不额外做的功.有些同学会疑惑不解:既然是对人们没有用的功,那我们为什么又不得不做呢?难道不做不行吗?为回答这个问题,让我们先看一个日常生活的例子.
某人通过绳子和水桶从井里取水并将它们提升上来.在这个过程中,我们的真正目的是提升水,而不是去提升水桶和绳子,只有水是对我们有用的,因此对水做的功是有用功,绳子和水桶对我们没用用,因此对绳子和水桶做的功是额外功,但是,为达到提取水的目的,我们又不得不借助绳子和水桶,因此不得不做额外功.同理,我们在工作的时候,为了达到我们的目的,并利于人们工作(省力、省距离或改变力的方向),又得借助机械,而一切机械总是存在摩擦和受重力作用的.因此,我们做功时就不得不克服摩擦或机械重力而做额外功.如果你不做这些额外功,那就只有不借助机械;而不借助机械,人们就得全靠两手去工作,那就不会有省力、省距离或改变力的方向的效果产生,人们终究将因工作而累得踹不过起来.所以额外功本来对人们无用,但又不得不做.我们只能想法少做额外功而提高使用机械工作的效率.那么又怎样才能尽量减少额外功呢?按前述可知,人们利用机械做功的目的是提高或移动重物,而借助机械做功时,克服摩擦及机械重力而做的那部分功是没有用的,必须尽量减少.既然额外功因机械摩擦及机械重力产生,那么我们就设法减少摩擦(使用润滑剂、用滚动代替滑动)和减轻机械重力(改革机械结构).前面说过,摩擦和机械的重力影响机械的效率,那么机械效率是否仅与机械摩擦、机械重力有关呢?不,它还与被移动的物重有关.请看下例.
例 如图所示,重物物重和动滑轮重分别为、,在不计绳重及任何摩擦时:①求其机械效率的表达式. ②当重物物重发生变化时,此装置的机械效率变化吗?
解:此题中对重物做的功是有用功,而克服动滑轮重所做的功是额外功.
①设重物被提高,则 =, =,
=+=(+)
根据=,有 ==.
②因 ==,变化必使变化(不变),即当物重变化时,此装置机械效率变化.
对上题进一步研究可得,若变大,则1+变小,因而变大;反之减
小.显然,机械效率除了跟机械摩擦、机械重力有关外,还跟被提物体的物重有关.因此,我们在思考这类习题时,切不可以为同一机械,其机械效率不变(除非题中特别说明).
此文发表在《中学生数理化》
(初中版)
1993年5月
“课程导学”栏目
如何接线头
张强同学把电路接成如图所示情形.他要同实验桌的方军把最后那个线头接进电路,既能使两灯发光,又只准在五处中的某处接线(导线足够长).问:①你认为方军应把线头接进电路中的哪一处?此时两灯的连接方式是怎样的?②若要在如图的情形下,只能拆动四处中的一个线头,用这个线头与相连,就能变成与①不同的连接方式,你认为应拆下哪处的哪根线头?
在《中学生数理化》(初中版)1993年6月“实验室”栏目
展开阅读全文